Alfian Junaidi,ST,SPd,MTAlfian Junaidi,ST,SPd,MT..

1

KOMPETENSI YANG DIKEMBANGKAN Konsep pembakaran dan syarat-syarat pembakaran motor pembakaran dalam

(Internal Combustion Engine) Prinsip dasar siklus kerja untuk motor 2 langkah dan 4 langkah Karakteristik mesin kendaraan Sistem bahan bakar pada motor Bensin dan motor Diesel Sistem pengapian Sistem pengisian dan starter Sistem pelumasan dan pendinginan Emisi kendaraan dan sumber-sumbernya Efisiensi pada mesin Sistem pemindah tenaga pada kendaraan (kopling, transmisi, diferensial, poros

roda pada kendaraan Sistem penggerak roda pada kendaraan. Spesifikasi dasar pada kendaraan bermotor Fungsi, komponen dan periode perawatan ringan untuk kendaraan

2

REFERENSI John B. Heywood. (1988). Internal Combustion Engine Fundamentals. Singapore :

McGraw-Hill, Inc. ________. (2001). Analisa motor bensin berdasarkan hasil uji emisi gas buang. Jakarta :

Swisscontact. ________. (2001). Analisa motor diesel berdasarkan hasil uji emisi gas buang. Jakarta :

Swisscontact. Zammit, S.J., 1996, Motor Vehicle Engineering Science for technician, Longman Group,

England. ________. (2000). Toyota New Step 1. Toyota astra Motor. Garet. TK, dkk. (2001). The Motor Vehicle. Reston: Reston Publishing Co. Inc A. Graham Bell. (1999). Performance Tuning in Theory and Practice Two-Strokes. New

South Wales: Haynes Foulis Publisher. A. Graham Bell. (1999). Performance Tuning in Theory and Practice Four-Strokes, New

South Wales: Haynes Foulis Publisher. ________. (1987). Electronic N Step, Japan, Nissan Motor CO Ltd. Robert Bosch. (2000). Automotive Hand Book 5th Edition, Stuttgart: Robert Bosch GmbH. www.auto.howstuffworks.com www.cdxtextbook.com

3

PENILAIANKehadiran TUGAS-TUGAS UTS UAS

4

SKEMA PERKULIAHAN

5

Acrobat Document

APLIKASI TEKNOLOGI OTOMOTIFSebagai mesin penggerak mula untuk kondisi

stasioner: genset, pompa air, kompressor, dsb.Sebagai alat transportasi : kendaraan pribadi

(sepeda motor/mobil), kendaraan penumpang, truk, mesin kapal laut, pesawat terbang ringan.

Sebagai sarana hobi, dan olah raga, touring, motor cross, road race dll.

Sebagai alat konstruksi/alat berat: forklift, back hoe, conveyor, dsb.

BAGIAN UTAMA KENDARAANMotor (Mesin Penggerak): Motor listrik dan

motor bakar.Rangka dan BodiSistem Pemindah Tenaga: Kopling, transmisi,

mekanisme penggerak roda, roda.Sistem Pengendalian: Kemudi, rem, suspensi.Sistem Kelistrikan: Pengapian, pengisian,

penerangan.

7

Motor Bakar

Motor Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine)

Motor Pembakaran Luar (External Combustion Engine)

9

Internal Combustion Engine

IC Engine merupakan suatu jenis mesin kalor yang mengubah energi kimia (dari bahan bakar) menjadi energi mekanis. Proses pengubahan energi dilakukan melalui proses pembakaran bahan bakar di dalam ruang pembakaran.

Sejarah IC engines:

1700s - Steam engines (external combustion engines)1860 - Lenoir engine (= 5%)1867 - Otto-Langen engine ( = 11%, 90 RPM max.)1876 - Otto four stroke “spark ignition” engine ( = 14%, 160 RPM max.)1880s - Two stroke engine1892 - Diesel four stroke “compression ignition” engine1957 - Wankel “rotary” engine

Two-stroke Otto-Langen Engine (ICE)

Disengagedoutput shaft

Engagedoutput shaft

Steam Engine (ECE)

11

Klasifikasi Mesin Pembakaran Dalam (ICE)

1. Klasifikasi berdasarkan bahan bakar: Mesin Bensin, Diesel, Gas.

2. Klasifikasi berdasarkan Gerak: Resiprocal engine (Piston Engine), Rotary Engine

3. Klasifikasi berdasarkan Sistem Penyalaan: Penyalaan dengan busi (Spark Ignition/SI), penyalaan dengan kompresi (Compression Ignition/CI).

4. Dibedakan berdasarkan Siklus Kerja: Motor 4 Tak, 2 Tak.

Resiprocal (Piston Engine)

13

Inline (Segaris)

Boxer V

Rotary Engine (Wankel)

14

Konstruksi Dasar IC Engine

15

Prinsip Kerja IC EnginePrinsip: Pembakaran bahan bakar di dalam ruang bakar

yang terjadi secepat mungkin untuk menghasilkan daya ledak yang maksimal.

Contoh: Bensin yang dituangkan ke dalam panci kemudian disulut api, bensin tersebut akan terbakar, tetapi tidak meledak karena habis terbakar secara perlahan. Akan tetapi jika bensin tersebut terbakar pada tabung yang tertutup, gas pembakaran akan berexspansi dan menekan tutup tabung hingga meledak, ini menandakan proses pembakaran bensin menghasilkan tenaga.

16

Prinsip Kerja IC EngineSemakin cepat bensin terbakar, tenaga ledaknya menjadi

lebih besar. Bensin lebih mudah terbakar pada keadaan berbentuk gas.

Oleh karena itu untuk membakar bensin dengan cepat, bensin harus di campur (diatomisasikan) dengan udara, sehingga proses pembakaran lebih cepat dan tenaga yang dihasilkan maksimal.

17

SYARAT TERJADINYA PROSES PEMBAKARANBertemunya 3 Unsur di dalam ruang bakar

pada saat yang tepat sesuai proses kerja mesin

MediumMedium

(Oksigen)(Oksigen)

Bahan Bakar

(Bensin)

ApiApi

Proses Pembakaran Pada Motor Bensin

Busi

Waktu PenyalaanSaat pengapian 10 sebelum TMA

pada putaran 1000 rpm

Proses Pembakaran Pada Motor Bensin Tergantung:

CAMPURAN UDARA + BH BAKARSAAT PENGAPIANTEKANAN KOMPRESI

CAMPURAN U + B. BAKAR:NORMAL :

UDARA

( 15 )

BAHAN

BAKAR

( 1 )

• GEMUK / KAYA

• KURUS / MISKIN

+

23

Pengaruh Campuran BB Terhadap Emisi, kondisi mesin, daya dan konsumsi BBM

Keterangan:

M = Torsi / Momen

B = Konsumsi bahan bakar

λ = Lambda = indikasi campuran udara-bahan bakar

Daerah yang diarsir menunjukkan letak campuran ideal yang menghasilkan pembakaran efisien

25

Macam Proses PembakaranMacam Proses Pembakaran

Pembakaran NormalPembakaran Normal Pembakaran Abnormal (Knocking)Pembakaran Abnormal (Knocking)

Detonasi

Detonasi merupakan suara pukulan pada piston dan dinding silinder akibat tekanan

pembakaran yang tidak stabil. Tekanan tersebut disebabkan oleh benturan tekanan hasil

pembakaran karena di dalam silinder, karena didalam silinder terdapat lebih dari satu

titik awal pembakaran

WARNA HASIL PEMBAKARAN PADA BUSI

1. Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna coklat atau abu-abu. Kondisi

mesin normal dan penggunaan nilai panas busi yang tepat.

2. Tidak Normal : Terdapat kerak berwarna putih pada ujung insulator dan elektroda

akibat kebocoran oli pelumas ke ruang bakar atau karena penggunaan

oli pelumas yang berkualitas rendah.

3. Tidak Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna hitam disebabkan campuran

bahan bakar & udara terlalu kaya atau kesalahan pengapian. Setel

ulang, apabila tidak ada perubahan naikkan nilai panas busi.

4. Tidak Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna hitam dan basah disebabkan

kebocoran oli pelumas atau kesalahan pengapian.

5. Tidak Normal : Ujung insulator berwarna putih mengkilat dan elektroda meleleh

disebabkan pengapian terlalu maju atau overheating. Coba atasi

dengan menyetel ulang sistem pengapian, campuran bahan bakar &

udara ataupun sistem pendinginan. Apabila tidak ada perubahan, ganti

busi yang lebih dingin.

28

Hubungan Saat Penyalaan Dg Temperatur dan Daya Mesin

Proses/urutan langkah yang berkesinambungan untuk mendapatkan tenaga dengan pembakaran bahan bakar:(1) Langkah isap (2) langkah kompresi (3) langkah tenaga (4) langkah buang

CompressionStroke

PowerStroke

ExhaustStroke

A I R

CombustionProducts

Ignition

IntakeStroke

FUEL

Fuel/AirMixture

Siklus Kerja

30

31

Pressure-Volume Graph 4-stroke SI engine

One power stroke for every two crank shaft revolutions

1 atm

Spark

TC

Cylinder volume

BC

Pressure

Exhaust valveopens

Intake valvecloses

Exhaust valvecloses

Intake valveopens

32

IVO - intake valve opens, IVC – intake valve closesEVO – exhaust valve opens, EVC – exhaust valve opensXb – burned gas mole fraction

Motored Four-Stroke Engine

10

Pressure (bar)100

Intake Exhaust

TC

BC

33

IVO - intake valve opens, IVC – intake valve closesEVO – exhaust valve opens, EVC – exhaust valve opensXb – burned gas mole fraction

Four-Stroke SI Engine

Valve overlapExhaust gas residual

10

Pressure (bar)100

Intake Exhaust

34

CompressionStroke

PowerStroke

ExhaustStroke

A I R

CombustionProducts

IntakeStroke

Air

Fuel Injector

Four stroke Compression Ignition (CI) Engine

Stroke 1: Air is introduced into cylinder through intake valve Stroke 2: Air is compressedStroke 3: Combustion (roughly constant pressure) occurs and

product gases expand doing workStroke 4: Product gases pushed out of the cylinder through the

exhaust valve

35

SOI – start of injection EOI – end of injectionSOC – start of combustionEOC – end of combustion

Four-Stroke CI Engine

Fuel mass flow rate

Fuel mass burn rate

Cylindervolume

Cylinderpressure

SEKIAN

See U Next Week,

Wassalaam...

36